Sisältö

• Vertailutaulukko
• Määritelmä 3G-tekniikka
• Määritelmä 4G-tekniikka
• 3G / UMTS-arkkitehtuuri
• 4G LTE -arkkitehtuuri
• 3G: n edut
• 4G: n edut
• 3G: n rajoitukset
• 4G: n rajoitukset
• johtopäätös

3G ja 4G voivat olla eriytetty koskien tekniikan noudattaminen, tiedonsiirtonopeus, kapasiteetti, IP-arkkitehtuuri ja yhteyksien lukumäärä jne. 3G tarkoittaa 3. sukupolvea, jossa kehitetään optimoitu matkaviestin tiedon ja laajakaistapalvelujen mahdollistamiseksi paremmalla yhteydellä. 4G LTE on 4. sukupolvi, joka tarjoaa enemmän kapasiteettia nopeampaan ja improvisoituun mobiililaajakaistakokemukseen ja sallii enemmän yhteyksiä.

3G- ja 4G-tekniikka liittyvät matkaviestinstandardeihin. Matkaviestin on yksi jatkuvasti kehittyvistä alueista, jolla voidaan tarjota nopeampia ja parempia mobiililaajakaistakokemuksia. Jokainen uusi tekniikka tarjoaa huomattavan edistyksen suorituskyvyssä ja ominaisuuksissa edeltäjään verrattuna. Se tarjoaa mahdollisuuden käyttää Internetiä eri laitteilla, kuten välilehdellä, kannettavalla tietokoneella, pöytätietokoneella ja matkapuhelimella.

1. Vertailutaulukko
2. Määritelmä
3. Keskeiset erot
4. Arkkitehtuuri
5. edut
6. rajoitukset
7. johtopäätös

Vertailutaulukko

Vertailun perusteet	3G-tekniikka	4G-tekniikka
Tietojen kaistanleveys	2 Mbit / s - 21 Mbit / s	2 Mbit / s - 1 Gbps
Huippunopeus	5 Mbit / s	500 Mbit / s
Huipun latausaste	21 Mbit / s	1 Gbps
Vaihtamistekniikka	Pakettien vaihto	Pakettien vaihto, vaihtaminen
Standardit	IMT 2000 3,5G HSDPA 3,75G HSUPA	Yhtenäinen standardi Wimax ja LTE
tekniikka Pino	Digitaalinen laajakaistapakettidata CDMA 2000, UMTS, EDGE jne.	Digitaalinen laajakaistapakettidata Wimax2 ja LTE Advances.
Taajuusalue	1,8 - 2,5 GHz	2 - 8 GHz
Verkkoarkkitehtuuri	Laaja-alainen solupohjainen	Langattoman lähiverkon ja laaja-alueen integrointi
Eteenpäin tapahtuva virhekorjaus	3G käyttää turbo-koodeja virheiden korjaamiseen.	Yhdistettyjä koodeja käytetään virheenkorjaukseen 4G: ssä.
yhteysvastuun	vaakasuora	Vaaka- ja pystysuora

Määritelmä 3G-tekniikka

3G on sukupolven standardeja matkapuhelinpalveluille, jotka tyydyttävät Kansainvälinen matkaviestin -2000 (IMT-2000) tarjoaa mahdollisuuden siirtää ääntä ja dataa (musiikin lataukset, s ja pikaviestit) samassa verkossa samanaikaisesti.

Se tarjoaa laajakaistakapasiteettia, tukee suurempaa määrää puhe- ja dataasiakkaita, joiden lisäkustannukset ovat alhaisemmat kuin edeltäjänsä 2G. 3G käyttää Piirin kytkentä puheviestintään ja Pakettien vaihto tietoliikenteelle.

Suurin tiedonsiirtonopeus, jota 3G tukee:

• 2,05 Mbit / s kiinteillä laitteilla.
• 384 Kbit / s laitteille, jotka liikkuvat hitaasti.
• 128 Kbit / s suurella nopeudella liikkuville laitteille.

3GPP: N MUOTOINTI

3GPP (3. sukupolven kumppanuusprojekti) kehitettiin hallintoneuvoja muodostettaessa, mikä sisälsi sekä GSM: n että UMTS: n yhteistyön. 3GPP työskenteli tarkkailemalla ITU-R (Kansainvälisen teleliiton radioviestintäala) yksi ITU: n aloista.

Se vastaa kansainvälisen radiotaajuusspektrin hallinnasta taajuuksien tehokkaan käytön varmistamiseksi ja määrittelee teknologiaperheet, yhdistää spektrin tietyt osat perheisiin.

ITU ratifioi lopulta viiden 3G-standardin, jotka ovat osa 3G-kehystä, joka tunnetaan nimellä IMT-2000, kun olet yrittänyt rakentaa yhden 3G-standardin:

• Kolme CDMA: hon (Code Division Multiple Access) perustuvaa standardia, nimittäin:
  1. CDMA2000
  2. WCDMA (laajakaistainen koodijakoinen monipääsy) / HSPA + (nopea pakettien käyttö)
  3. TDSCDMA.
• Kaksi TDMA: han (Time Division Multiple Access) perustuvaa standardia, nimittäin:
  1. FDMA / TDMA
  2. TDMA-SC (EDGE).

Määritelmä 4G-tekniikka

4G tarkoittaa 4. sukupolven tekniikka, ja se on hanke kehittää, yhdistää nykyiset 2G (2. sukupolvi), 3G (3. sukupolvi), WLAN (langaton lähiverkko), lyhyen kantaman kiinteän johtimen järjestelmät yhdeksi ja yleislähetyksi, täysin toimiva, johdonmukainen ja johdonmukainen verkkotyö.

Se on jatko 3G-tekniikka joka tarjoaa ominaisuudet, jotka määrittelee ITU (kansainvälinen teleliitto) IMT: ssä (kansainvälinen matkaviestin) sisältää ominaisuuksia, kuten skaalautuvuus, joustavuus, tehokkuus, itsehallinto, turvallisuus erityyppisten verkkojen liitäntöjen tukemiseksi ja monien uusien ja olemassa olevien palvelujen kanssa.

Se tarjoaa täysin konvergenssin mukautetut palvelut (ääni, data ja multimedia) nopeudella jopa 100 Mbit / s ja tunkeutuvaan mobiiliyhteyteen:

• Korkearesoluutioinen mobiili televisio
• IP-puhelin
• Pelipalvelut
• Videoneuvottelu
• 3D-televisio

Nykyisen tekniikan parannetut versiot kattavat 4G: hen GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, langattomat lähiverkot ja Bluetooth. Laadukkaan audio / video-suoratoiston odotetaan jatkuvan Internet-yhteyskäytännöstä.

Versiot matkapuhelimelle LTE (pitkäaikainen kehitys) ja WiMAX (maailmanlaajuinen yhteentoimivuus mikroaaltouunille) Unison-tuella paljon vähemmän kuin 1 Gbit / s huippunopeus, palveluntarjoajat ovat merkkinä 4G, mutta IMT-Advanced ei ole täydellinen vaatimustenmukaisuus.

4G LTE: n päätavoite oli saavuttaa korkea liikkuvuus ja globaali yhteys.

IP Core -verkkoa kehitetään edelleen tukemaan korkeaa tiedonsiirtonopeutta, edistyneitä sovelluspalveluita ja IP- ja radioverkon hallintaa tehokkaammin, ja sillä on paljon vaativammat vaatimukset.

3G: ssä käytetty hajaspektrin radiotekniikka korvataan:

• OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) monikantoaaltovälitys.
• FDE (Frequency-Domain Equalization) -taajuus.

Seurauksena on, että se siirtää erittäin korkeita bittinopeuksia ilman, että siihen kohdistuu valtava monitieradion eteneminen.

varten MIMO (monisyöttöinen monilähtö) tietoliikenteessä huippunopeutta parannetaan edelleen käyttämällä älykkäitä antennijärjestelmiä. Yleisempää modulaatiota jopa 64 QAM- ja MBMS (Multimedia Broadcast Multicast services) -lähetystoimintoa varten.

Seuraavissa kohdissa esitetään ero 3G- ja 4G-tekniikan välillä:

1. Tiedonsiirtonopeuden suhteen 3G tarjoaa 21 Mbit / s ja 4G: n tiedonsiirtonopeus on enintään 1 Gbps.
2. 3G: n enimmäislähetysnopeus on 5 Mbit / s, kun taas 500 Mbit / s on korkein 4G: n lähetysnopeus.
3. 3G: n suurin latausnopeus on 21 Mbps. Toisin kuin 4G tarjoaa nopeuden 1 Gbps.
4. 3G käyttää paketinvaihtoa tiedonsiirtoon. Toisaalta 4G: ssä käytetään sekä pakettia että kytkentää.
5. 4G: ssä käytetään hybridiverkkoarkkitehtuuria. Päinvastoin, 3G käyttää laaja-alaista solupohjaista verkkoa.
6. CDMA: ta käytetään 3G: ssä. Toisin kuin 4G käyttää OFDMA: ta (ortogonaalinen taajuusjakoinen monipääsy).
7. Vaihdon hallinta tapahtuu pystysuunnassa 3G: ssä, mutta 4G: ssä se tapahtuu sekä pystysuunnassa että vaakatasossa.
8. Koko IP-pohjaista verkkoa tuetaan 4G: ssä. 3G: n tapauksessa se on kuitenkin piiri- ja pakettipohjainen.

3G / UMTS-arkkitehtuuri

3G UMTS -verkon komponentit ovat

• Mobiili asema: Se voi olla mitä tahansa tietoja ja ääntä käyttäviä matkapuhelimia, välilehtiä tai tietokoneita, joita voidaan käyttää loppukäyttäjänä.

• RAN (Radio Access Network): Se koostuu tukiasemista ja radioliityntäohjaimesta, joka siltaa matkapuhelimen ja ydinverkon välisen aukon. Se myös hallitsee ja hallitsee koko verkon ilmarajapintaa.

• CN (ydinverkko): Se tarjoaa osajärjestelmien pääkäsittelyn ja hallinnan. 3G UMTS -verkkoarkkitehtuuri on siirretty GSM: stä joillakin parannuksilla ydinverkkoelementeissä.

Ydinverkko luokitellaan kahteen osaan, ts. Piirikytkentäinen alue ja pakettivälitteinen alue.

1. Piirikytkentäinen alue: Se käyttää piirikytkentäistä verkkoa, jossa erityinen linkki tai kanava tarjotaan tietylle aikavälille käyttäjäjoukolle. Piirikytketyssä verkkotunnuksessa esitetyt kaksi lohkoa ovat:
   • MSC - Mobile Switching Center hallitsee piirikytkentäisiä puheluita.
   • GMSC - Yhdyskäytävä MSC toimii välittäjänä ulkoisten ja sisäisten verkkojen välillä.
2. Pakettikytkentäinen verkkotunnus: Se käyttää IP-verkkoa, jossa IP on vastuussa tiedon lähettämisestä ja vastaanottamisesta kahden tai useamman laitteen välillä. Kaksi pakettivälitteisessä verkkotunnuksessa näkyvää lohkoa ovat:
   • SGSN (palvelee GPRS-tukisolmua): SGSN: n tarjoamat eri toiminnot ovat liikkuvuuden hallinta, istuntojen hallinta, laskutus, viestintä verkon muiden alueiden kanssa.
   • GGSN (yhdyskäytävän GPRS-tukisolmu): Sitä voidaan pitää erittäin monimutkaisena reitittimenä ja se hoitaa ulkoiset pakettivälitteisten verkkojen ja UMTS-pakettivälitteisen verkon väliset toiminnot.

• IMS (IP Multimedia Subsystem): Se on arkkitehtoninen kehys, joka toimittaa IP-multimediapalveluita.

4G LTE -arkkitehtuuri

4G LTE -verkon osat ovat

• Käyttäjälaitteet (UE): Se voi olla mikä tahansa laite, joka pystyy muodostamaan viestintätoiminnot, kuten matkapuhelimet, välilehdet, tietokoneet jne.
• Kehittynyt UMTS-maanpäällinen radioliityntäverkko (E-UTRAN): Se ohjaa radiolaitteita käyttäjän laitteiden ja EPC: n välillä. LTE-matkaviestin voi muodostaa yhteyden vain yhteen soluun ja yhteen tukiasemaan kerrallaan. EBS: n (Evolved Base Station) suorittamat päätoiminnot
  • LTE-ilmarajapinnan analogisia ja digitaalisia käsittelytoimintoja käytetään radiolähetyksen lähettämiseen ja vastaanottamiseen kaikille LTE-yhteensopiville laitteille.
  • Hoitaa matalan tason toimintaa yhdistämällä merkinannot ja komennot.
• Kehittynyt pakettiydin (EPC): Se kommunikoi sisäisten ja ulkoisten pakettidataverkkojen ja IP-multimediaosajärjestelmän kanssa. Se koostuu seuraavista lohkoista:
  • HSS: Kotitilaajapalvelin sisältää kaikki tiedot verkko-operaattorin tilaajista keskustietokannassa.
  • MME: Liikkuvuudenhallintayksikkö hoitaa signalointitoimintojen ja HSS: n korkean tason toiminnan.
  • S-GW: Signaling Gateway suorittaa liikkuvuuden ankkuroinnin ja siirtää dataa PDN Gateway: n ja tukiaseman välillä.
  • P-GW:Packet Data Network Gateway kommunikoi PDN: n käyttämien rajapintojen kanssa. Se suorittaa toimintoja, kuten IP-osoitteen allokointi ja pakettien suodatus.
  • PCRF: Käytäntö- ja lataussääntötoiminto on vastuussa virtauspohjaisista lataustoimista PCEF: n (Policy Control Enforcement Function) ja päätöksenteon päätöksenteon ohjaamiseksi.

3G: n edut

• Siihen käytetään 2G-taajuuskaistoja, joiden kaistaleveys on jopa 230MHz globaali verkkovierailu ja yleispalveluasiantuntijat.
• Laajakaistainen radiokanava nopeiden palveluiden tukemiseksi - Radiotaajuuskanava käyttää kaistanleveyttä jopa 20M, mikä improvisoi sirun nopeus ja anti-monireittinen häipyminen.
• Laajakaistakanavalla liiketoiminnan laatua voidaan hallita soveltamalla aikakanavointia ja koodin uudelleenkäyttöä. Eri hajautuskertoimet, erilaiset QOS-tarvetta erilaiset nopeustarpeet voidaan yhdistää laajakaistakanavaan valitaan monipalvelun toteuttamiseksi moninopeuksinen lähetys.
• Parantaa laskevan siirtotien siirto kanavan nopea suljetun silmukan tehonsäätötekniikka on käytössä.
• Jotta tehoa voidaan säätää, vähentää järjestelmän itsehäiriöitä, parantaa vastaanottimen herkkyyttä ja lisätä järjestelmän kapasiteettia, mukautuvat antennijärjestelmät toteutetaan 3G-tukiasemalle.
  WCDMA, joka koostui pääasiassa seuraavista kahdesta näkökulmasta, ts. Kanavakoodauksesta ja tehonohjauksesta.
• Kytkentäteknologia tarvitaan pääte- ja matkaviestinverkkojen kommunikointiin, kun päätelaitteet eivät ole tasaisia ​​ja vaihtavat sijaintinsa yhden tukiaseman peittoalueelta toiseen tukiaseman.

4G: n edut

• Vähemmän viiveitä molemmille yhteyden luominen ja lähetyslatenssi.
• Lisääntynyt käyttäjä Tiedonsiirtonopeus.
• lisääntynyt solun reunan bittinopeus.
• Minimoitu hinta bittiä kohden parannettua spektritehokkuus.
• yksinkertaistettu verkkoarkkitehtuuri.
• Saumaton Liikkuvuus mukaan lukien erilaisten välillä Radiopääsytekniikka.
• Kohtuullinen tehon kulutus mobiililaitteelle.
• minimoi laitekustannukset koska se poistaa kalliiden taajuuskorjainten tarpeen vastaanottimessa.
• Se tarjoaa integroidut turvallisuuspalvelut.

3G: n rajoitukset

• Matkapuhelininfrastruktuurin ja tukiasemien päivityksen kustannukset ovat erittäin korkeat.
• Verkkovierailua ja data- / äänityötä ei kollektiivisesti ole vielä toteutettu.
• Virrankäyttö on korkea.
• Tarvitsee lyhyen matkan tukiasemia ja ovat kalliita.

4G: n rajoitukset

• Sijainnin ja resurssien koordinointi uusien laitteiden lisäämiseksi ei ole riittävää.
• Rajoitetut äänipuhelut ja palvelut voidaan käsitellä kerrallaan.
• Koska se on keskitetty datapalvelu, se vaatii laajaa kaistaleveyttä.
• Se ei tarjoa hyviä palveluja maaseutualueilla, koska langaton verkko vaaditaan, ja 4G-verkkoa ei ole laajennettu hyvin näillä alueilla.

johtopäätös

4G-tekniikat tarjoavat parempia palveluita verrattuna 3G-tekniikoihin; tiedonsiirtonopeuden, solun reunan bittinopeuden, kustannusten, liikkuvuuden, mobiililaitteiden virrankulutuksen suhteen. 4G: ssä on kuitenkin joitain yhteensopivuusongelmia.